DE19738709C2

DE19738709C2 - Metallurgical vessel for the transport, temporary storage or dosing of liquid, metallic melts

Info

Publication number: DE19738709C2
Application number: DE19738709A
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Diviak; Hans-Werner Dipl Ing Gohres
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1996-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 1999-03-11
Anticipated expiration: 2017-08-30
Also published as: ATE195275T1; DE19738709A1; DE59702131D1; EP0826446A1; EP0826446B1

Abstract

The metallurgical vessel (1), in particular, for steelworks is provided with a refractory lining and a tapping hole which is located at the lowest bottom region and is offset in two directions from the centre of symmetry of the vessel. The bottom region has a straight surface sloping into the tapping hole. The contour of the bottom region (8) is formed by two or more intersecting basic geometrical shapes; the height (15) characterizing the degree of inclination of the sloping straight surface (13) is equal to the diameter (16) of the outlet opening (7). Also claimed is a method for producing the proposed metallurgical vessel.

Description

Die Erfindung betrifft ein metallurgisches Gefäß zum Transport, Zwischenspeichern oder Dosieren flüssiger, metallischer Schmelzen, insbesondere für ein Stahlwerk gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a metallurgical vessel for transport, intermediate storage or dosing liquid, metallic melts, especially for a steel mill according to the preamble of claim 1.

Ein gattungsbildendes metallurgisches Gefäß ist aus der US-PS 4,746,102 bekannt. Es weist einen kegelstumpfförmig ausgebildeten Mantel und einen leicht schräg zum Abstichloch verlaufenden Boden auf. Das Abstichloch, das eine trogförmige Vertiefung und ein Austrittsloch aufweist, ist zweifach versetzt zum Symmetriemittelpunkt des Gefäßes angeordnet. Zur Verstärkung des Abflusses der Restschmelze im Gefäß ist auf dem durch die Ausmauerung gebildeten Gefäßboden ein eine geneigte Deckfläche aufweisender Zwischenboden angeordnet, wobei die Neigung zum Abstichloch hin gerichtet ist. Der Endbereich des Zwischenbodens ist gerade abgeschnitten und geht mit einem Absatz in den Gefäßboden über. Da der Gefäßboden über das Abstichloch hinweg geneigt ist, wird zu einem sehr frühen Zeitpunkt Schlacke durch das Abstichloch mitgerissen. Der scharfkantige Übergang vom Boden in den Mantel ist spannungsmäßig ungünstig, so daß die Gesamtbelastbarkeit entsprechend verringert wird.A generic metallurgical vessel is known from US Pat. No. 4,746,102. It has a truncated cone-shaped jacket and a slightly oblique to Taphole floor. The tap hole, which is a trough-shaped Recess and has an exit hole is offset twice to Center of symmetry of the vessel arranged. To increase the outflow of the Residual melt in the vessel is on the bottom of the vessel formed by the lining arranged an inclined top surface intermediate floor, the Inclination towards the tap hole is directed. The end area of the mezzanine is just cut off and merges with a paragraph in the bottom of the vessel. Since the Vessel bottom sloping over the tap hole becomes very early Time slag carried along through the tap hole. The sharp-edged transition from the bottom into the coat is unfavorable in terms of voltage, so that the Overall resilience is reduced accordingly.

Ein vergleichbares metallurgisches Gefäß ist aus der DE-PS 28589 bekannt. Dieses Gefäß weist ein im tiefsten Bodenbereich und versetzt zur Symmetrieachse des Gefäßes liegendes Abstichloch auf. Der obere und mittlere Bereich des Gefäßes ist leicht konisch, so daß in erster Näherung die Querschnittsfläche in diesem Bereich nahezu konstant ist während im Bodenbereich die Querschnittsfläche kontinuierlich geringer wird. Über die genaue Gestaltung des Bodens gibt es keine Angaben, da nur ein Vertikalschnitt dargestellt ist und in der Beschreibung keine Hinweise enthalten sind.A comparable metallurgical vessel is known from DE-PS 28589. This The vessel has one in the deepest area of the bottom and is offset from the axis of symmetry of the Vessel lying tap hole on. The upper and middle area of the vessel is slightly conical, so that in a first approximation the cross-sectional area in this area the cross-sectional area in the floor area is almost constant becomes lower. There is no information about the exact design of the floor, because only a vertical section is shown and the description does not contain any information are.

Beim Abstich einer flüssigen metallischen Schmelze mit einer darüberliegenden Schlackenschicht wird im Sinne der Erzielung eines hohen Reinheitsgrades sorgfältig darauf geachtet, daß am Ende des Abstiches durch den Sog der ausfließenden metallischen Schmelze möglichst keine Schlacke mitgerissen wird. Dazu werden beispielsweise im Bereich der ausfließenden Schmelze Sensoren angeordnet, die ein Mitreißen der ersten Schlackenteile erkennen können, so daß möglichst frühzeitig der Stopfen oder Schieber geschlossen wird. Dieses Überwachungsverfahren ist prinzipiell einsetzbar, aber auch störanfällig, so daß man sich aus Sicherheitsgründen eher auf die Überwachung der gewogenen Restmenge verläßt. Da die Festlegung für die Restmenge auf die sichere Seite gelegt wird, ist damit zu rechnen, daß ein Teil der an sich noch verwertbaren guten Restschmelze zusammen mit der Schlacke weggeschüttet wird.When tapping a liquid metallic melt with an overlying one Slag layer is carefully used in order to achieve a high degree of purity made sure that at the end of the racking by the suction of the escaping metallic melt, if possible no slag is entrained. To do this For example, sensors are arranged in the area of the outflowing melt Can be carried away with the first slag parts, so that as early as possible the stopper or slide is closed. This monitoring process is Can be used in principle, but also prone to failure, so that you are out Security reasons rather relies on the monitoring of the weighed residual amount. Since the specification for the remaining quantity is on the safe side, it is too calculate that part of the good residual melt, which is still usable per se, together is thrown away with the slag.

Aufgabe der Erfindung ist es, für ein metallurgisches Gefäß zum Transport, Zwischenspeichern oder Dosieren flüssiger, metallischer Schmelzen, insbesondere für ein Stahlwerk eine Kontur im Bodenbereich festzulegen, so daß unter Einhaltung der strengen Reinheitsgradvorschriften die nicht mehr verwendbare Restschmelze geringer wird im Vergleich zum bekannten Stand der Technik.The object of the invention is for a metallurgical vessel for transportation, Intermediate storage or dosing of liquid, metallic melts, in particular to define a contour in the floor area for a steelworks, so that in compliance the strict purity level regulations, the residual melt that can no longer be used is lower in comparison to the known prior art.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Gefäßes sind Bestandteil von Unteransprüchen.This task is based on the generic term in conjunction with the characterizing features of claim 1 solved. Advantageous further training and a method for producing such a vessel are part of Subclaims.

Erfindungsgemäß wird die Kontur des Bodenbereiches durch eine Verschneidung zweier oder mehrerer zum Schnitt gebrachter definiert geometrischer Grundformen gebildet, wobei die den Grad der Neigung charakterisierende Höhe der geneigten geraden Fläche gleich ist dem Durchmesser des Austrittloches. Versuche haben bestätigt, daß bei einer zu starken Neigung für die Restschmelze im Bereich des Abstichloches ein Staudruck entsteht und bei zu geringer Neigung ein Sog entsteht, so daß frühzeitig Schlacke mitgerissen wird. Vorzugsweise sind definierte geometrische Grundformen eine Kugel und eine Ebene. Beispielsweise wird ein an den Mantelbereich des Gefäßes sich anschließender Kugelabschnitt mit einer zum Abstichloch geneigten Ebene zum Schnitt gebracht. Eine besonders günstige Kontur ergibt sich dann, wenn ein Kümpelboden mit einer geneigten Ebene geschnitten wird.According to the invention, the contour of the floor area is achieved by an intersection two or more defined basic geometrical shapes to be cut formed, the height of the inclined characterizing the degree of inclination straight surface is equal to the diameter of the outlet hole. Have attempts confirms that if the tendency for the residual melt in the region of Tap hole creates a dynamic pressure and if the incline is too low, suction occurs, so that slag is carried away at an early stage. Are preferably defined basic geometric shapes a sphere and a plane. For example, an on the shell area of the vessel adjoining spherical section with a Taphole inclined plane brought to the cut. A particularly favorable contour results when a cumin bottom is cut with an inclined plane.

Der Vorteil dieser Konturbildung ist, daß sich durch die Verschneidung definiert geometrischer Grundformen genau berechenbare Volumenelemente ergeben, die die Grundlage für die Bestellung der Einzelelemente der feuerfesten Ausmauerung ist.The advantage of this contour formation is that it is defined by the intersection geometric basic shapes result in precisely calculable volume elements that The basis for ordering the individual elements of the refractory brickwork is.

Die durch die erfindungsgemäße Verschneidung sich ergebende Kontur des Bodenbereiches kann so optimiert werden, daß das Restvolumen der flüssigen Metallschmelze in der Umgebung des Abstichloches möglichst klein und der Abstand zur Unterkante des Schlackenspiegels möglichst groß ist. Auf diese Weise kann noch gute und nicht verunreinigte Metallschmelze für den Abguß verwendet werden, so daß das Ausbringen signifikant erhöht wird. Das bisherige bekannte Verfahren, welches das Gefäß zum Ende des Auslaufvorganges um einige Grade kippt und den Nachteil einer Gießstrahlverlagerung beinhaltet, kann somit entfallen.The resulting contour of the intersection according to the invention Soil area can be optimized so that the remaining volume of the liquid Metal melt in the vicinity of the tap hole as small as possible and the distance to the lower edge of the slag level is as large as possible. That way you can still good and uncontaminated molten metal can be used for the casting, so that the yield is significantly increased. The previous known method, which tilts the vessel by a few degrees at the end of the run-out process and The disadvantage of a shifting of the pouring stream can thus be eliminated.

Das Füllvolumen des Gefäßes in Verbindung mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Boden ist dann besonders günstig, wenn die Querschnittsfläche im Mantelbereich oval bzw. elliptisch ist. Einen Sonderfall stellt die Querschnittsfläche dar, deren äußere Kontur zwei Halbkreise mit je einem dazwischenliegenden geraden Abschnitt aufweist. Als günstig hat sich auch ein zylindrisch ausgebildeter Mantelbereich herausgestellt.The filling volume of the vessel in connection with the invention trained floor is particularly favorable if the cross-sectional area in Mantle area is oval or elliptical. The cross-sectional area represents a special case whose outer contour is two semicircles, each with a straight line in between Section. A cylindrical one has also proven to be favorable Coat area highlighted.

Bei der Herstellung eines solchen Gefäßes wird im einfachsten Falle einer Kreisquerschnittsfläche so vorgegangen, daß nach der Anformung des Bodens durch einen zur Horizontalebene schräg liegenden Schnitt eine große Öffnung im Boden gebildet wird und im Randbereich dieses Schnittes eine wesentlich kleinere kreisrunde Öffnung angebracht wird. Deren Achse liegt senkrecht zur Horizontalebene. Anschließend werden in die große Öffnung eine gerade ebene Fläche und in die kleine Öffnung ein das Abstichloch bildender Rohrschuß eingeschweißt. Bei einer ovalen bzw. elliptischen Querschnittsfläche wird vor dem Einschweißen der geraden ebenen Fläche und des Rohrschusses der Boden in der Symmetrieachse geteilt und beide Hälften um einen vorgegebenen Betrag auseinandergezogen. Zusätzlich müssen dann zur geraden ebenen Fläche und zum Rohrschuß die sich durch das Auseinanderziehen ergebenden Zwickel durch Einschweißen entsprechender Bleche abgedeckt werden.In the simplest case, the manufacture of such a vessel becomes one Circular cross-sectional area proceeded so that after the formation of the bottom a large opening in the Soil is formed and in the edge area of this cut a much smaller circular opening is attached. Its axis is perpendicular to Horizontal plane. Subsequently, a straight level in the large opening Surface and into the small opening a pipe section forming the tap hole shrink wrapped. In the case of an oval or elliptical cross-sectional area, before the Welding the straight flat surface and the pipe weft into the floor Axis of symmetry divided and both halves by a predetermined amount pulled apart. In addition to the straight, flat surface and Pipe shot through the gusset resulting from the pulling apart Welding appropriate sheets are covered.

In der Zeichnung wird anhand eines Ausführungsbeispieles die erfindungsgemäße Ausbildung eines metallurgischen Gefäßes näher erläutert. Es zeigen:The drawing according to the invention is shown in the drawing using an exemplary embodiment Formation of a metallurgical vessel explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Innenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten metallurgischen Gefäßes Fig. 1 is an inside view of a metallurgical vessel designed according to the invention

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-B in Fig. 1 Fig. 2 is a section in direction A in Fig. 1

Fig. 3 einen Schnitt in Richtung C-D in Fig. 1. Fig. 3 is a sectional view in the CD direction in FIG. 1.

Das Gefäß 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel im Mantelbereich 2 eine Querschnittsfläche auf, deren äußere Kontur einen spiegelbildlich zur vertikal liegenden Symmetrieachse 3 angeordneten dreiteiligen Kreisbogen entspricht. Dieser besteht aus zwei gleichartigen einen kleinen Radius aufweisenden Viertelkreisbogen 4.1, 4.1' und einem einen sehr großen Radius aufweisenden Kreisbogenabschnitt 4.2, der tangential in die beiden erstgenannten Viertelkreisbögen 4.1, 4.1' übergeht. Auf diese Weise entsteht eine ovale Querschnittsfläche, was ein großes Füllvolumen bedeutet. Im tiefsten Bodenbereich ist in bekannter Weise zweifach versetzt zu den beiden Symmetrieachsen 3, 5 ein Abstichloch 6 angeordnet, das in der Mitte ein Austrittsloch 7 aufweist. Die erfindungsgemäße Kontur des Bodenbereiches 8 wird gebildet durch die Verschneidung eines Kümpelbodens 9, in Fig. 2 durch die strichpunktierten Linien angedeutet, mit einer zum Abstichloch 6 geneigten Ebene. Der Vorteil dieser Ausbildung ist, daß die Restmenge 10 klein und die Höhe 11 bis zur Unterkante 12 (gestrichelte Linie) des Schlackenspiegels groß ist. Auf diese Weise kann das Gefäß bis auf einen unvermeidbaren Rest entleert werden, so daß das Ausbringen entsprechend hoch ist. Damit im Bereich des Abstichloches 6 weder ein Staudruck, noch ein Sog entsteht, ist es erfindungswesentlich, daß die die Neigung der geraden ebenen Fläche 13 charakterisierende Höhe 15 gleich groß ist dem Durchmesser des Austrittsloches 7. Die Neigung der geraden ebenen Fläche 13 zum Abstichloch 6 hin ist durch einen offenen Pfeil 14 gekennzeichnet. Bei der in diesem Ausführungsbeispiel gewählten ovalen Querschnittsfläche entstehen beim Auseinanderziehen der beiden Symmetriehälften 17.1, 17.2 Zwickel 18, 19, die nach dem Einschweißen der geraden ebenen Fläche 13 und des als Rohrschuß ausgebildeten Abstichloches 6 durch entsprechende ausgebildete Bleche abgedeckt werden.In this exemplary embodiment, the vessel 1 has a cross-sectional area in the jacket region 2 , the outer contour of which corresponds to a three-part circular arc arranged in a mirror image of the vertical axis of symmetry 3 . This consists of two identical quarter arcs 4.1 , 4.1 ', which have a small radius, and a circular arc section 4.2 , which has a very large radius, which merges tangentially into the first two quarter arcs 4.1 , 4.1 '. This creates an oval cross-sectional area, which means a large filling volume. In the deepest floor area, a tap hole 6 , which has an exit hole 7 in the middle, is arranged in a known manner, twice offset to the two axes of symmetry 3 , 5 . The contour of the base area 8 according to the invention is formed by the intersection of a cube bottom 9 , indicated in FIG. 2 by the dash-dotted lines, with a plane inclined to the tap hole 6 . The advantage of this design is that the remaining amount 10 is small and the height 11 up to the lower edge 12 (dashed line) of the slag level is large. In this way, the vessel can be emptied down to an unavoidable residue, so that the output is correspondingly high. So that neither a back pressure nor a suction occurs in the area of the tap hole 6 , it is essential to the invention that the height 15 characterizing the inclination of the straight flat surface 13 is equal to the diameter of the outlet hole 7 . The inclination of the straight flat surface 13 towards the tap hole 6 is indicated by an open arrow 14 . In the oval cross-sectional area selected in this exemplary embodiment, when the two halves of symmetry 17.1 , 17.2 are pulled apart, gussets 18 , 19 are formed which, after the straight flat surface 13 and the tap hole 6 formed as a pipe section are welded in, are covered by correspondingly designed sheets.

Claims

1. Metallurgical vessel for the transport, intermediate storage or dosing of liquid, metallic melts, in particular for a steelworks with a refractory lining and a tap hole arranged in the deepest bottom area and two times offset to the center of symmetry of the vessel, the tap area being straight and inclined towards the tap hole Surface, characterized in that the contour of the base area ( 8 ) is formed by an intersection of two or more defined basic geometrical shapes that are cut, the height ( 15 ) of the inclined straight surface ( 13 ) that characterizes the degree of inclination being the same Diameter ( 16 ) of the outlet hole ( 7 ).

2. Metallurgical vessel according to claim 1, characterized in that the jacket region ( 2 ) of the vessel adjoining the bottom region ( 8 ) is cylindrical.

3. Metallurgical vessel according to claims 1 and 2, characterized in that a spherical section adjoining the jacket region ( 2 ) of the vessel ( 1 ) is cut with a plane, the plane being inclined towards the tap hole ( 6 ).

4. Metallurgical vessel according to claims 1 and 2, characterized in that a spherical layer adjoining the jacket region ( 2 ) of the vessel ( 1 ) is cut with a plane, the plane being inclined towards the tap hole ( 6 ).

5. Metallurgical vessel according to claims 1 and 2, characterized in that a to the jacket region ( 2 ) of the vessel ( 1 ) adjoining dome bottom ( 9 ) with a plane ( 13 ) is cut, the plane ( 13 ) for Tap hole ( 6 ) is inclined.

6. A metallurgical vessel according to one of claims 1 to 5, characterized in that the vessel (1) has a cross-sectional area adjoining the bottom area (8) cladding region (2), whose outer contour has two semi-circles, each with an intermediate straight portion.

7. Metallurgical vessel according to any one of claims 1-5, characterized in that the vessel ( 1 ) in the jacket region ( 2 ) adjoining the bottom region ( 8 ) has a cross-sectional area, the outer contour of which is a mirror-image arranged three-part circular arc ( 4.1 , 4.1 ') , 4.2 ) corresponds.

8. Metallurgical vessel according to any one of claims 1-5, characterized in that the vessel ( 1 ) in the jacket region ( 2 ) adjoining the bottom region ( 8 ) has an elliptical cross-sectional area.

9. A method for producing a metallurgical vessel according to any one of claims 1-8, in which the jacket and the downwardly curved bottom are connected to one another by welds, characterized in that after the shaping of the bottom by a cut obliquely to the horizontal plane, a large one Opening is formed in the bottom and a much smaller circular opening is made in the edge region of this cut, the axis of which is perpendicular to the horizontal plane and then a straight flat surface ( 13 ) in the large opening and a tap hole forming the tap hole ( 6 ) in the smaller opening be welded in.

10. The method according to claim 9, characterized in that before welding the straight flat surface ( 13 ) and the pipe weft, the bottom is divided in the axis of symmetry and both halves are pulled apart by a predetermined amount and in addition to the straight flat surface ( 13 ) and of the pipe section, the gussets ( 18 , 19 ) resulting from the pulling apart are covered by welding in corresponding metal sheets.